(57)【要約】  【課題】  機械的強度が高くなり、小型化・低背化を実現できるとともに、生産性の向上を図れるドラムコア及びインダクタを提供する。  【解決手段】  ドラムコア１は、中央の円柱部１ａとこれに連なる両側の鍔部１ｂ，１ｂとを一体化して構成されており、その円柱部１ａにコイル３が巻回されている。スリーブコア２は、円筒状をなしており、ドラムコア１を同心円状に囲繞している。ドラムコア１及びスリーブコア２は何れも、組成式としてｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表されるれＬｉ系フェライトにて構成されている。ドラムコア１の高さは１ｍｍであり、鍔部１ｂ，１ｂの厚さは０．３ｍｍ以下である。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱部とこれに連なる両側の鍔部とを有するドラムコアにおいて、Ｌｉ系フェライトからなり、高さが１．４ｍｍ以下であることを特徴とするドラムコア。
【請求項２】
円柱部とこれに連なる両側の鍔部とから構成されており、前記円柱部にコイルが巻回されているドラムコアを有するインダクタにおいて、前記ドラムコアはＬｉ系フェライトからなり、高さが１．５ｍｍ未満であることを特徴とするインダクタ。
【請求項３】
前記ドラムコアの前記両側の鍔部の間に接着性の樹脂を設けていることを特徴とする請求項２に記載のインダクタ。
【請求項４】
前記ドラムコアを囲繞する筒状のスリーブコアを有し、該スリーブコアがＬｉ系フェライトからなることを特徴とするインダクタ。
【請求項５】
積層された磁性体によって磁気回路を形成しているインダクタにおいて、前記磁性体はＬｉ系フェライトからなり、厚さが１．０ｍｍ以下であることを特徴とするインダクタ。    
【請求項６】
前記Ｌｉ系フェライトの組成式は、ｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のインダクタ。
【請求項７】
前記Ｌｉ系フェライトの組成式にあって、ＺｎＯの一部をＣｕＯで置換する、及び／または、Ｆｅ2 Ｏ3 の一部をＭｎ2 Ｏ3 で置換するようにしてあることを特徴とする請求項６に記載のインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等に用いられるドラムコア及びインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話器などの電子機器のＤＣ／ＤＣコンバータに使用されるインダクタには、小型化・低背化が強く要求されている。従来のインダクタとして、マグネットワイヤをコイルとして巻回したドラムコアとこれを同心的に囲繞するスリーブコアとを有する閉磁路型インダクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このドラムコア及びスリーブコアは一般的にＮｉ系フェライトを用いており、使用するこれらのドラムコア及びスリーブコアのサイズを小さくすることにより、インダクタの小型化・低背化を図っている。
【０００３】
また、小型化・低背化を図ることを目的として、コイルパターンを形成した複数の磁性体を積層してなる積層型インダクタも広く使用されている（例えば、特許文献２参照）。この磁性体にはＮｉ系フェライトを用いることが一般的である。
【特許文献１】特開２００１−３３８８１７号公報
【特許文献２】特開昭６０−２４４０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した前者のインダクタにあっては、小型化・低背化を実現するために、ドラムコア及びスリーブコアを薄くしているが、薄くすることにより強度面での量産性が失われることになるため、その薄型化には限界があるという問題がある。一方、後者のインダクタにあっては、厚さを薄くして小型化・低背化を実現するようにしているが、フェライトの強度は、積層基板の母材として一般的に用いられているアルミナなどに比べて弱いため、集合基板として取り扱い難いという問題がある。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、Ｌｉ系フェライトを材料として用いることにより、Ｎｉ系フェライトを用いた場合に比べて、機械的強度が高くなり、更なる小型化・低背化を実現できるとともに、生産性の向上を図れるドラムコアを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の他の目的は、ドラムコア、または、ドラムコア及びスリーブコアをＬｉ系フェライトにて構成することにより、Ｎｉ系フェライトで構成した場合に比べて、機械的強度が高くなり、更なる小型化・低背化を実現できるとともに、生産性の向上を図れるインダクタを提供することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、積層される磁性体をＬｉ系フェライトにて構成することにより、Ｎｉ系フェライトで構成した場合に比べて、機械的強度が高くなり、集合基板として取り扱うことが可能となるインダクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るドラムコアは、円柱部とこれに連なる両側の鍔部とを有するドラムコアにおいて、Ｌｉ系フェライトからなり、高さが１．４ｍｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のドラムコアにあっては、Ｌｉ系フェライトにて構成されている。よって、Ｎｉ系フェライトで構成される場合に比べて機械的強度が向上し、高さを１．４ｍｍ以下としても、十分な強度が得られる。
【００１０】
本発明に係るインダクタは、円柱部とこれに連なる両側の鍔部とから構成されており、前記円柱部にコイルが巻回されているドラムコアを有するインダクタにおいて、前記ドラムコアはＬｉ系フェライトからなり、高さが１．５ｍｍ未満であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のインダクタにあっては、ドラムコアがＬｉ系フェライトにて構成されている。よって、Ｎｉ系フェライトで構成される場合に比べて機械的強度が向上し、高さを１．５ｍｍ未満としても、十分な強度が得られる。
【００１２】
本発明に係るインダクタは、前記ドラムコアの前記両側の鍔部の間に接着性の樹脂を設けていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のインダクタにあっては、ドラムコアの両鍔部の間に接着性の樹脂を設けている。よって、機械的強度が向上する。
【００１４】
本発明に係るインダクタは、前記ドラムコアを囲繞する筒状のスリーブコアを有し、該スリーブコアがＬｉ系フェライトからなることを特徴とする。
【００１５】
本発明のインダクタにあっては、ドラムコアに加えてスリーブコアもＬｉ系フェライトにて構成されている。よって、Ｎｉ系フェライトで構成される場合に比べて機械的強度が向上し、十分な強度が得られる。
【００１６】
本発明に係るインダクタは、積層された磁性体によって磁気回路を形成しているインダクタにおいて、前記磁性体はＬｉ系フェライトからなり、厚さが１．０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
本発明のインダクタにあっては、積層される磁性体がＬｉ系フェライトにて構成されている。よって、Ｎｉ系フェライトで構成される場合に比べて機械的強度が向上し、厚さを１．０ｍｍ以下としても、十分な強度が得られて、集合基板として取り扱える。
【００１８】
本発明に係るインダクタは、前記Ｌｉ系フェライトの組成式が、ｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）であることを特徴とする。
【００１９】
本発明のインダクタにあっては、ｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で組成式が表されるＬｉ系フェライトを使用する。よって、初期透磁率、キュリー温度、飽和磁束密度、抗磁歪などの点で好ましい磁気特性が得られる。
【００２０】
本発明に係るインダクタは、前記Ｌｉ系フェライトの組成式にあって、ＺｎＯの一部をＣｕＯで置換する、及び／または、Ｆｅ2 Ｏ3 の一部をＭｎ2 Ｏ3 で置換するようにしてあることを特徴とする。
【００２１】
本発明のインダクタにあっては、ＺｎＯの一部をＣｕＯで置換する。よって、より低い焼成温度での緻密化が可能となる。また、Ｆｅ2 Ｏ3 の一部をＭｎ2 Ｏ3 で置換する。よって、Ｆｅ2+の生成が抑制されて高い比抵抗が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のドラムコアでは、Ｌｉ系フェライトにて構成するようにしたので、Ｎｉ系フェライトで構成される場合に比べて強度の向上を図れて、高さ１．４ｍｍ以下の小型化・低背化を実現することができる。
【００２３】
本発明のインダクタでは、ドラムコアをＬｉ系フェライトにて構成するようにしたので、Ｎｉ系フェライトで構成される場合に比べて強度の向上を図れて、高さ１．５ｍｍ未満の小型化・低背化を実現することができる。
【００２４】
本発明のインダクタでは、ドラムコアの両側の鍔部の間に接着性の樹脂を設けるようにしたので、機械的強度を更に向上することができる。
【００２５】
本発明のインダクタでは、ドラムコアに加えてスリーブコアもＬｉ系フェライトにて構成するようにしたので、Ｎｉ系フェライトで構成される場合に比べて強度の向上を図れて、小型化・低背化を実現することができる。
【００２６】
本発明のインダクタでは、積層される磁性体をＬｉ系フェライトにて構成するようにしたので、Ｎｉ系フェライトで構成される場合に比べて強度の向上を図れて、厚さ１．０ｍｍ以下の小型化・低背化を実現することができ、また、集合基板として取り扱うことが可能となる。
【００２７】
本発明のインダクタでは、使用するＬｉ系フェライトの組成式が、ｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）となるようにしたので、好ましい磁気特性（初期透磁率、キュリー温度、飽和磁束密度、抗磁歪など）を得ることができる。
【００２８】
本発明のインダクタでは、ＺｎＯの一部をＣｕＯで置換する、及び／または、Ｆｅ2 Ｏ3 の一部をＭｎ2 Ｏ3 で置換するようにしたので、より低い焼成温度での緻密化を実現できる、及び／または、Ｆｅ2+の生成が抑制されて高い比抵抗を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態に係るドラムコア１及びスリーブコア２の構成を示しており、図１（ａ）はその外観図、図１（ｂ）はその断面図である。
【００３０】
ドラムコア１及びスリーブコア２は何れも、組成式としてｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表されるれＬｉ系フェライトにて構成されている。ドラムコア１は、中央の円柱部１ａとこれに連なる両側の鍔部１ｂ，１ｂとを一体化して構成されている。スリーブコア２は、円筒状をなしており、ドラムコア１を同心円状に囲繞している。
【００３１】
ドラムコア１の高さは１ｍｍであり、その鍔部１ｂ，１ｂの直径は３ｍｍである。鍔部１ｂ，１ｂの厚さは０．３ｍｍ以下であってかなり薄い。スリーブコア２は、その外径が３．８ｍｍ、内径が３．２ｍｍ、高さが０．８５ｍｍであり、肉厚が薄くて高さも低い。      
【００３２】
このような薄肉・低背構造である場合に、Ｎｉ系フェライトで構成した従来例ではクラックなどの不良が生じるが、本発明ではＬｉ系フェライトにて構成されているので、Ｎｉ系フェライトである従来例に比べて、２０％程度の強度の向上を図ることができ、不良は発生しない。また、機械的強度が向上するため、ドラムコアの製造歩留りを上げることができる。
【００３３】
（第２実施の形態）
図２は、第２実施の形態の一例に係るインダクタ１０の構成を示す斜視図である。図２において、図１と同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。図２に示すインダクタ１０は、第１実施の形態で説明したドラムコア１の円柱部１ａにマグネットワイヤからなるコイル３を巻回して構成されている。
【００３４】
図３は、第２実施の形態の他の例に係るインダクタ１０の構成を示しており、図３（ａ）はその分解斜視図、図３（ｂ）はその断面図である。図３において、図１と同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。図３に示すインダクタ１０は、第１実施の形態で説明したドラムコア１の円柱部１ａにマグネットワイヤからなるコイル３を巻回し、それを第１実施の形態で説明したスリーブコア２で囲繞して構成したものである。
【００３５】
このような薄肉・低背構造であるインダクタ１０では、Ｌｉ系フェライトにて構成されているので、Ｎｉ系フェライトにて構成した従来例に比べて、２０％程度の強度の向上を図ることができる。また、機械的強度が向上するため、巻線時のコアクラックまたはチッピングによる不良が少なくなり、インダクタの製造歩留りを上げることができる。更に、このようなインダクタ１０を自動実装する際の衝撃により発生するコアクラックまたはチッピングによる不良が少なくなり、インダクタとしての性能の信頼性が向上する。
【００３６】
（第３実施の形態）
図４は、第３実施の形態の一例に係るインダクタ１０の構成を示す斜視図である。図４において、図１，図２と同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。図４に示すインダクタ１０は、図２に示したインダクタ１０の構成に加えて、ドラムコア１の両側の鍔部１ｂ，１ｂの間のコイル３の外周面に、例えばエポキシ系接着剤からなる樹脂４を設けている。
【００３７】
図５は、第３実施の形態の他の例に係るインダクタ１０の構成を示しており、図５（ａ）はその分解斜視図、図５（ｂ）はその断面図である。図５において、図１〜図４と同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。図５に示すインダクタ１０は、図４に示したドラムコア１を第１実施の形態で説明したスリーブコア２で囲繞して構成したものである。
【００３８】
このように第３実施の形態では、ドラムコア１の鍔部１ｂ，１ｂに接着性の樹脂を塗布することにより、インダクタ１０の強度を上げるようにしている。
【００３９】
ドラムコア及びスリーブコアをＮｉ系フェライトで構成した従来例のインダクタに対しても、同様な樹脂の塗布にて強度を上げることが考えられるが、Ｎｉ系フェライトの強度が低いため、樹脂硬化時の収縮によってドラムコアにクラックが入ることが多くて、生産性が低下する。また、樹脂から受ける応力で磁歪が発生し、ドラムコアの磁気特性が著しく低下する。この結果、インダクタンスの低下、直流重畳特性の劣化、Ｑの低下などが生じるという問題がある。これに対して、ドラムコア１及びスリーブコア２を、強度的に優れたＬｉ系フェライトで構成した本発明のインダクタ１０では、樹脂硬化時の収縮によるクラックを低減できる。また、樹脂から応力を受けても磁歪定数が低いので、磁気特性の低下も少ない。その結果、インダクタンスの低下、直流重畳特性の劣化、Ｑの低下などを抑制することができる。
【００４０】
（第４実施の形態）
図６は、第４実施の形態に係るインダクタ２０の構成を示しており、図６（ａ）はその外観図、図６（ｂ）はその断面図である。
【００４１】
インダクタ２０は、磁性体に導体のコイルパターンを形成した複数枚の磁性体シート２１を積層して構成されている。各磁性体シート２１の磁性体は、組成式としてｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表されるれＬｉ系フェライトにて構成されている。
【００４２】
この積層型のインダクタ２０は、長辺：４．５ｍｍ、短辺：３．２ｍｍの矩形状をなしており、厚さが０．６ｍｍと薄くなっている。しかしながら．母材として強度的に優れたＬｉ系フェライトを用いているので、強度が高く、その抗折強度はＮｉ系フェライトを母材とした従来例が４８Ｎであるのに比べて６０Ｎまで向上している。
【００４３】
図７は、第４実施の形態のインダクタ２０を内蔵する複数の回路基板３０を有する集合基板３１に、電子部品３２を実装した回路モジュール３３の構成図である。各回路基板３０には、表面電極３４と側面の外部電極３５と底面の外部電極（図示せず）とが形成され、部品ランドとなる表面電極３４には、ＩＣ、ダイオード、コンデンサまたは抵抗などの電子部品３２が接合されている。このように回路基板３０に電子部品３２を実装することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの回路モジュールとして機能する。
【００４４】
磁性体にＮｉ系フェライトを使用している従来例の積層型のインダクタでは、強度的に弱いので、集合基板として取り扱えない。よって、従来例では、個片化した回路基板毎に電子部品を実装しており、生産効率は極めて低い。これに対して、本発明の積層型のインダクタ２０では、強度的に優れたＬｉ系フェライトを磁性体として用いているので、薄い回路基板３０であっても、集合基板３１として取り扱うことが可能となる。よって、本発明では、集合基板３１のままで各回路基板３０に電子部品３２を実装することができ、従来例に比べて、生産効率を大幅に向上することができる。
【００４５】
以下、本発明のインダクタ１０，２０に使用するＬｉ系フェライトの組成について詳述する。前述したように、Ｌｉ系フェライトの組成式は、ｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される。
【００４６】
上記組成式におけるｘは（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏの含有割合を表し、０．１５〜０．５０の範囲が好ましい。これは、０．１５未満ではキュリー温度の向上が望めず、０．５０を超えると初期透磁率が小さくて実用的でないからである。また、ｙはＺｎＯの含有割合を表し、０．０５〜０．３３の範囲が好ましい。これは、０．０５未満では初期透磁率が小さくて実用的でなく、０．３３を超えるとキュリー温度の向上が望めないからである。ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たし、しかもｚの範囲が狭いので、ｘ，ｙは実質的に逆比例の関係を呈する。
【００４７】
上記組成式におけるｚはＦｅ2 Ｏ3 の含有割合を表し、０．４５〜０．５５の範囲が好ましい。これは、０．４５未満では飽和磁束密度及びキュリー温度が低下して、大振幅励磁が要求される用途に用いることができなくなり、０．５５を超えると比抵抗が低くなって、磁気損失が増大するからである。なお、ｚで示す範囲には、ｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）ＯにおけるＦｅは含まれないものとする。
【００４８】
ＺｎＯの一部をＣｕＯにて置換することによって、より低い焼成温度での緻密化が可能になる。この場合の好ましい置換割合は０〜０．５（５０％以下）である。置換割合が０．５を超えると透磁率が低下するため好ましくない。
【００４９】
Ｆｅ2 Ｏ3 の一部をＭｎ2 Ｏ3 にて置換することにより、Ｆｅ2+の生成が抑制されて高い比抵抗を得ることができる。この場合の好ましい置換割合は０〜０．３（３０％以下）である。置換割合が０．３を超えると飽和磁束密度及びキュリー温度が低下するため好ましくない。
【００５０】
このようなＬｉ系フェライトは以下のような工程で作製できる。
（１）材料となる炭酸塩粉末と酸化物粉末とを、焼結後の組成がｘ（Ｌｉ0.5 Ｆｅ0.5 ）Ｏ・ｙＺｎＯ・ｚＦｅ2 Ｏ3 （０．１５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．３３，０．４５≦ｚ≦０．５５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）を満たすように秤量して混合する。
（２）この混合粉末を仮焼する。仮焼温度は８００〜１０００℃が好ましく、仮焼時間は２〜５時間が好ましく、仮焼雰囲気は大気中または酸素中が好ましい。
（３）仮焼成の仮焼粉に対して所定量のＢｉ2 Ｏ3 を添加した後、微粉砕する。微粉砕は、純水中またはエタノール中で行うことが好ましい。また、微粉砕後の粉砕粉の平均粒径は０．５〜１．５μｍが好ましい。なお、仮焼後であって微粉砕前にＢｉ2 Ｏ3 を添加することが好ましいが、材料配合段階（上記（１）の工程）、または微粉砕後に添加するようにしても良い。
（４）微粉砕後の粉砕粉を、所望の成形手段によって成形する。成形圧力は７０〜１５０ＭＰａが好ましい。なお、成形前に、必要に応じて粉砕粉を造粒装置によって造粒しても良い。
（５）成形体を焼結する。焼結雰囲気は大気中または酸素中が好ましい。焼結温度は８００〜１０５０℃が好ましく、８５０〜１０００℃が更に好ましい。焼結時間は２〜５時間が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１実施の形態に係るドラムコア及びスリーブコアの構成図である。
【図２】第２実施の形態の一例に係るインダクタの構成図である。
【図３】第２実施の形態の他の例に係るインダクタの構成図である。
【図４】第３実施の形態の一例に係るインダクタの構成図である。
【図５】第３実施の形態の他の例に係るインダクタの構成図である。
【図６】第４実施の形態に係るインダクタの構成図である。
【図７】第４実施の形態のインダクタを内蔵する複数の回路基板を有する集合基板に電子部品を実装した回路モジュールの構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ドラムコア
１ａ  円柱部
１ｂ  鍔部
２  スリーブコア
３  コイル
４  樹脂
１０  インダクタ
２０  インダクタ
２１  磁性体シート
３０  回路基板
３１  集合基板
３２  電子部品
３３  回路モジュール
３４  表面電極
３５  外部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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